80 के दशक से प्रौद्योगिकी: जो वेफर्ससेल प्रोसेसर को पुनर्जीवित करता है

पिछली शताब्दी के 80 के दशक में वेफर्सकेल प्रोसेसर के विचार ने बहुत शोर मचाया, लेकिन उत्पादन की जटिलता के कारण दशकों तक इसे भुला दिया गया। आज, प्रौद्योगिकी फिर से विकसित करने की कोशिश कर रही है। हम बताते हैं कि इस क्षेत्र में कौन काम करता है।


/ फोटो टिमो vn CC BY

वेफर्सकेल क्या है

आधुनिक प्रोसेसर के उत्पादन में, सिलिकॉन सब्सट्रेट को व्यक्तिगत क्रिस्टल में काट दिया जाता है, जिसमें से चिप को फिर इकट्ठा किया जाता है। वेफर्सकाले (WSI) तकनीक से एक ही सेमीकंडक्टर वेफर पर प्रोसेसर (सीपीयू और जीपीयू दोनों) का निर्माण होता है - यह एक बड़ा "चिप" बन जाता है। यह दृष्टिकोण प्रणाली के प्रदर्शन को बढ़ाता है: घटकों को करीब रखा जाता है, इसलिए डेटा तेजी से स्थानांतरित किया जाता है।

1970 और 1980 के दशक में, सुपर कंप्यूटरों के लिए चिप्स बनाने के लिए WSI तकनीक का उपयोग करने का प्रस्ताव किया गया था। हालांकि, इस विचार को छोड़ने का फैसला किया गया था - उत्पादन के दौरान चिप्स में बहुत सारे दोष थे।

उदाहरण के लिए, ट्रिलॉजी सिस्टम्स स्टार्टअप, जो तब सिलिकॉन वैली में सबसे अधिक वित्त पोषित था, इस क्षेत्र में काम करता था - इसे 230 मिलियन डॉलर का निवेश प्राप्त हुआ । लेकिन कंपनी एक विश्वसनीय प्रक्रिया प्रौद्योगिकी बनाने में विफल रही। 1985 में, ट्रिलॉजी ने डब्ल्यूएसआई अनुसंधान बंद कर दिया और दिवालिया हो गया, जिसने वेफर्सकेले प्रोसेसर की समग्र प्रतिष्ठा को नकारात्मक रूप से प्रभावित किया।

केवल हाल ही में, डब्ल्यूएसआई फिर से एक आशाजनक क्षेत्र के रूप में बात की गई थी। उदाहरण के लिए, यह उम्मीद की जाती है कि ऐसे उपकरण डेटा केंद्रों में आईटी बुनियादी ढांचे की उत्पादकता बढ़ाने में मदद करेंगे। सर्वर घटकों के बीच डेटा स्थानांतरित करने के लिए इंटरफेस अक्सर एक अड़चन बन जाते हैं। वेफरस्केल-सिस्टम, एक सब्सट्रेट पर घटकों का हिस्सा रखकर बैंडविड्थ की समस्या को हल करने में मदद कर सकता है।

जो तकनीक विकसित करता है

वाटरकूल प्रोसेसर विकसित करने वाले संगठन आज लॉस एंजिल्स में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय हैं। इस साल की शुरुआत में, विश्वविद्यालय के कर्मचारियों ने एक ऐसी प्रणाली बनाने का प्रस्ताव दिया जो एक ही सिलिकॉन पर दर्जनों GPU को जोड़ती है। प्रोजेक्ट को सिलिकॉन इंटरकनेक्ट फैब्रिक या Si-IF कहा जाता है।

इंजीनियर 24 और 40 GPU के लिए दो प्रोटोटाइप बनाने में कामयाब रहे। डेवलपर्स ने शास्त्रीय उपकरणों के साथ तुलनात्मक परीक्षण किया (समान संख्या में कंप्यूटिंग मॉड्यूल के साथ) - सी-आईएफ उपकरणों का प्रदर्शन 2.5 से 5 गुना अधिक था। संभावित रूप से, प्रौद्योगिकी डेटा केंद्रों में जीपीयू पर आधारित सर्वरों के काम में तेजी ला सकती है।

2012 के बाद से, ताइवान के निर्माता TSMC भी Waferscale प्रोसेसर में शामिल रहे हैं। उनकी तकनीक को कॉव्स कहा जाता है - "सब्सट्रेट पर एक वेफर पर चिप।" सिलिकॉन ब्रिज (इंटरपोज़र) पर GPU और मेमोरी, FPGA और मेमोरी या नेटवर्क कंट्रोलर हैं। फिर पुल को सर्किट बोर्ड पर लगाया जाता है और एक नियमित प्रोसेसर की तरह "पैक" किया जाता है। समाधान पहले से ही वास्तविक उपकरणों में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, एनवीडिया वोल्टा श्रृंखला ग्राफिक्स चिप्स।

इंजीनियर WIPE परियोजना के हिस्से के रूप में भी प्रौद्योगिकी विकसित कर रहे हैं, जो कि यूरोपीय क्षितिज 2020 अभिनव समाधान पहल का हिस्सा है। WIPE में सात सदस्य हैं, जिनमें IBM, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक iMinds के लिए बेल्जियम केंद्र और कई शोध संस्थान शामिल हैं।


/ फोटो एनरिक जिमेनेज सीसी बाय-एसए

संगठन फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क के साथ काम करने के लिए एक प्रोसेसर बनाने का प्रस्ताव करता है। इसमें, एक ऑप्टिकल सिग्नल को इलेक्ट्रिक में परिवर्तित करने के लिए एक मॉड्यूल चिप्स के साथ सिलिकॉन वेफर के ऊपर स्थित होगा और इसे धातु के संपर्कों से सीधे जुड़ा होगा। शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि इस तरह की वास्तुकला कम बिजली की खपत करती है और पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में अलग-अलग ट्रांसीवर और प्रोसेसर के साथ तेजी से चलती है।

क्या संभावनाएं हैं

विशेषज्ञों को उम्मीद है कि डब्ल्यूएसआई प्रोसेसर के विकास से डेटा सेंटरों को काम के लिए सर्वर क्षमता बढ़ाने में मदद मिलेगी, जैसे कि प्रशिक्षण तंत्रिका नेटवर्क। कुछ रिपोर्टों के अनुसार, सेरेब्रस स्टार्टअप पहले से ही मशीन लर्निंग के लिए एक वेफर्ससेल प्रोसेसर पर काम कर रहा है - हालांकि कंपनी स्वयं विकास विवरण छिपाती है।

डब्ल्यूएसआई का एक और फायदा इसके प्रबंधन में आसानी है। ऑपरेटिंग सिस्टम और अन्य कार्यक्रमों के लिए, वेफरस्केल डिवाइस कई अलग-अलग प्रोसेसर की तरह नहीं दिखते हैं, लेकिन, उदाहरण के लिए, एक बड़े जीपीयू की तरह। यह प्रोग्रामर और सिस्टम एडमिनिस्ट्रेटर के काम को सरल करता है, जिन्हें वैफसेकेल सिस्टम के प्रत्येक मॉड्यूल को व्यक्तिगत रूप से कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता नहीं होती है।

लेकिन वेफर्सकेल प्रोसेसर की एक सीमा होती है जो आईटी बुनियादी ढांचे को कठिन बना देती है। WSI चिप्स में पावर सिस्टम को वोल्टेज नियामकों की स्थापना की आवश्यकता होती है। ये ब्लॉक ऐसी जगह पर कब्जा कर लेते हैं जहां अतिरिक्त कंप्यूटिंग मॉड्यूल रखे जा सकते हैं। वेफर्सलेक प्रोसेसर के लिए एक और सीमा डिवाइस शीतलन से संबंधित है। चिप पर मॉड्यूल का उच्च घनत्व गर्मी लंपटता को जटिल करता है।

लेकिन विशेषज्ञों के अनुसार, ये समस्याएं अचूक हैं और अब WSI को पुनर्जीवित करने का सही समय है। 1980 के दशक से, प्रोसेसर निर्माण तकनीक अधिक उन्नत हो गई है, दोषों की संख्या कम हो गई है। इसलिए, हम उम्मीद कर सकते हैं कि निकट भविष्य में अधिक से अधिक परियोजनाएं वेफर्ससेल उपकरणों के विकास पर दिखाई देंगी।

---

हम एक कॉर्पोरेट ब्लॉग में क्या लिखते हैं:

• IaaS आपके व्यवसाय को विकसित करने में कैसे मदद करता है: तीन चुनौतियां जो बादल हल करेगा
• शब्द vCloud निदेशक के पीछे क्या छिपा है - एक अंदर का लुक
• VCloud निदेशक 8.20 वितरित फ़ायरवॉल: समाधान सुविधाएँ

और टेलीग्राम चैनल में:

• क्लाउड स्टोरेज - वे क्या हैं?
• 60 सेकंड में जानें: क्या है अभिसरण और हाइपरकॉन्वर्ड इन्फ्रास्ट्रक्चर
• 5 बादल प्रबंधन उपकरण